GPS辅助捷联惯导系统动基座初始粗对准新方法

"动基座条件下捷联惯导系统初始粗对准新方法" 在现代导航技术中，捷联惯导系统（ Strapdown Inertial Navigation System, SINS）因其自主性和高精度而在航空、航天、航海等领域得到广泛应用。然而，当SINS部署在动基座上，如移动车辆或飞行器上时，初始粗对准阶段会面临巨大挑战。传统的方法可能无法有效地在动态环境下确定系统的初始姿态，导致对准精度降低。因此，"动基座条件下捷联惯导系统初始粗对准新方法"的研究具有重要的理论和实践价值。 该研究由马龙华和王凯利提出，他们来自浙江大学航空航天学院，旨在解决SINS在动基座条件下的自主粗对准问题。论文中，他们创新性地引入了全球定位系统（GPS）的数据辅助，以提高粗对准的速度和准确性。具体方法是将姿态矩阵的计算分解为三个独立的变换矩阵的求解过程。这个方法的核心在于，通过GPS接收机获取的地理位置信息和惯性测量单元（IMU）的加速度和角速度数据，结合积分运算来表达不同坐标系之间的关系。 首先，GPS数据提供了地心坐标系与地球固定坐标系之间的转换，而IMU数据则用于建立机体坐标系与IMU坐标系的联系。通过积分处理，可以推导出不同坐标系之间的变换矩阵。这三个变换矩阵的组合，即能构建出完整的姿态矩阵，进而确定系统在动基座上的初始姿态。 在仿真验证中，这种方法表现出了高效性和精确性，能够在动基座条件下快速计算出初始姿态矩阵，且姿态角误差小于1°，这完全满足了后续精对准阶段对初始值精度的要求。文献标志码为A，表明这是一项原创性的研究，对动基座条件下的SINS粗对准技术有显著的贡献。 总结来说，这项工作提出了一个基于GPS辅助的捷联惯导系统初始粗对准新策略，解决了动态环境下的对准难题，为SINS在复杂运动平台的应用提供了有力的技术支持。这一方法不仅提高了粗对准的效率，还确保了高精度的初始姿态估计，对于提升整体导航系统的性能具有重要意义。